Principales branches de la géologie. La géologie de l'ingénieur en tant que branche de la géologie générale

Il existe de nombreuses branches différentes des sciences géologiques. L'article discutera de la géologie du pétrole et du gaz. Ce sciences appliquées. Sa mission est d'étudier les propriétés chimiques et physiques du gaz, du pétrole, de leurs gisements, champs, couches de réservoirs, sceaux et la géochimie de la matière organique.

informations générales

La formation de spécialistes dans le domaine de la géologie pétrolière et gazière est dispensée dans des universités spécialisées dans l'étude des mines et industrie pétrolière et gazière. Le cours intitulé « Géologie appliquée » vise également à étudier les processus d'accumulation et de migration des hydrocarbures, en étudiant les modèles de base de localisation des gisements de pétrole et de gaz.

L’huile est un mot dérivé de l’arabe « nafat » (traduit par « vomir »). Depuis qu’un entrepreneur américain a foré un puits de pétrole en Pennsylvanie et que l’on a pris conscience de l’importance de la production pétrolière, les géologues se sont intéressés à une question : où forer ces mêmes puits ?

Depuis lors, de nombreuses théories différentes ont été proposées concernant les conditions de formation des gisements pétroliers et la prévision des conditions de découverte de ses réserves. La science de la géologie appliquée a commencé à se développer, qui ne perd pas de sa pertinence et est impliquée non seulement dans le domaine de la production pétrolière, mais également dans l'industrie gazière.

Quelles disciplines sont étudiées ?

En étudiant cette spécialité, les étudiants plongent dans le monde théories les plus intéressantes, dont l'un est anticlinal. Elle attire une attention assez longue et sérieuse. La théorie anticlinale a commencé avant le forage du premier puits de pétrole. Mais il n’a pas perdu de sa pertinence jusqu’à aujourd’hui. En théorie, nous parlons de la relation entre les gisements de pétrole et le plissement anticlinal. De plus, les étudiants étudient la chimie du pétrole et du gaz, leur composition chimique et leurs méthodes d'analyse. Au cours du processus d'apprentissage, les sources de chaleur et le flux de chaleur de la Terre, le magnétisme des roches et des minéraux sont nécessairement étudiés. Les futurs spécialistes doivent avoir des connaissances dans le domaine des gisements d'eaux souterraines et des méthodes pour les étudier, ainsi que des questions d'évacuation des eaux usées dans les entrailles de la Terre.

Cette science étudie la puissante base de matières premières nationales et le développement de la production pétrolière et gazière. Les supports pédagogiques offrent la possibilité d’étudier questions théoriques processus géologiques, propriétés physiques et chimiques le pétrole et le gaz, ainsi que les questions liées à la formation des gisements et à leur placement. De plus, un préalable est la présence d'une partie pratique : travaux de laboratoire et de contrôle sur la géologie du pétrole et du gaz. Attention particulière dans le processus d'enseignement de cette spécialité, des disciplines fondamentales sont données, car sans fondement, comme on le sait, la maison du savoir sera fragile. En règle générale, la géologie appliquée peut être étudiée à temps plein ou à temps partiel.

Quelles compétences auront les diplômés ?

Quelles opportunités la géologie appliquée offre-t-elle en tant que spécialité ? Qu'est-ce que c'est? Lors de la préparation des spécialistes de cette spécialisation, les rédacteurs des programmes de formation prévoient que les diplômés universitaires dans le domaine de la géologie pétrolière et gazière maîtriseront les méthodes de prospection et d'exploration (géologique et géophysique) des gisements de pétrole et de gaz, le développement et les principes de construction dynamique et modèles statistiques montrant des gisements d'hydrocarbures. Les ingénieurs des mines sont diplômés des facultés de géologie avec une spécialisation en géologie appliquée.

Où travailler après avoir obtenu un diplôme ?

Les ingénieurs miniers participent à des expéditions et travaux d'exploration géologique, travaux de recherche et de conception dans la production pétrolière et gazière, suivi du développement des champs. Ces spécialistes sont capables de mener des recherches géophysiques et géologiques sur le terrain, de réaliser des études de faisabilité géologique pour le développement de champs et d'évaluer les ressources et les réserves de minéraux. Ils étudient les roches des réservoirs de pétrole et de gaz et peuvent reconstituer les anciennes conditions dans lesquelles se sont formés les bassins de pétrole et de gaz. Ce sont les ingénieurs miniers qui déterminent la technologie des opérations de forage et d’exploitation minière. Les futurs spécialistes reçoivent toutes ces connaissances et compétences dans la spécialité géologique « Géologie appliquée ».

De quel type de spécialité s'agit-il et en quoi diffère-t-elle de la géologie générale ?

Lorsque vous vous spécialisez en géologie pétrolière et gazière, vous étudiez un domaine scientifique spécifique et production matérielle liés au développement industriel et à l’exploitation des gisements de pétrole et de gaz. Cela s’applique aussi bien aux zones terrestres qu’aux zones aquatiques. Les objets de l'activité professionnelle d'un tel spécialiste sont les gisements directs de pétrole et de gaz, ainsi que les condensats de gaz.

La géologie générale étudie la structure complexe de la Terre et même d'autres planètes système solaire, les principales lois de l'évolution et de la formation des corps géologiques, les principes fondamentaux et les méthodes de base de la recherche géologique.

Par conséquent, si vous êtes intéressé par la production de gaz et de pétrole, vous devriez choisir une université appelée « minière ». La géologie appliquée est également étudiée dans les universités avec un titre de spécialisation spécifique : « pétrole et gaz ».

Niveau d'enseignement

En règle générale, ces universités emploient des enseignants hautement qualifiés, avec un pourcentage élevé de professeurs bien connus dans les communautés scientifiques géologiques.

Aujourd'hui, la plupart des facultés de géologie disposent d'une base matérielle et technique moderne, qui permet de résoudre des problèmes extrêmement complexes dans le domaine de la prospection, de l'exploration, de l'évaluation du potentiel pétrolier et gazier et des problèmes géoécologiques. Au cours de leurs études dans la spécialité « Géologie appliquée » (« Géologie du pétrole et du gaz »), les dernières technologies informatiques sont utilisées et les étudiants eux-mêmes ont la possibilité de travailler sur des postes de travail professionnels et de maîtriser les progiciels spécialisés du leader mondial du pétrole. et les opérateurs de l'industrie gazière.

Qu'étudie la géodésie ?

Cette science vient des temps anciens. Le nom est d'origine grecque. Dans les temps anciens, elle étudiait la Terre, la divisant en un système de coordonnées. La science moderne de la géodésie est associée à l'étude des satellites artificiels, à l'utilisation machines électroniques, instruments et ordinateurs pour déterminer la position d'un objet à la surface de la Terre. Elle étudie la forme de cet objet, ses dimensions. Cette science est donc en relation étroite avec les mathématiques, notamment la géométrie, et la physique. La tâche d'un tel spécialiste est de créer un système de coordonnées et de construire réseaux géodésiques, nous permettant de déterminer la position des points à la surface de notre planète.

Emploi

En général, toutes les spécialités des facultés de géologie sont prestigieuses. Étudier la géologie est intéressant. Et une spécialisation telle que la géologie appliquée et la géodésie vous permet d'obtenir un emploi dans les plus grandes sociétés pétrolières et gazières nationales et étrangères. Activités professionnelles les spécialistes diplômés sont souvent exercés dans des organismes de recherche universitaires et départementaux. Ces spécialistes sont recherchés dans les sociétés d'exploration et de production géologiques, diverses sortes(supérieur, secondaire spécialisé et secondaire général).

Les spécialistes qualifiés sont toujours recherchés dans l'appareil administratif, dans les régions où ils traitent des questions base de ressources minérales, ainsi que dans la direction et les services d'utilisation du sous-sol. En outre, de nombreux diplômés travaillent dans des institutions liées aux questions hydrogéologiques, à l'ingénierie géotechnique et aux problèmes environnementaux. Ils travaillent dans des organisations impliquées dans l'exploration et l'exploitation des eaux souterraines, leur protection contre l'épuisement et la pollution. De nombreux spécialistes travaillent dans des entreprises engagées dans des travaux de conception et d'enquête dans le domaine de la construction.

Instructions

Les origines de la géologie remontent à l’Antiquité et sont associées aux toutes premières informations sur les roches, les minerais et les minéraux. Le terme « géologie » a été introduit par le scientifique norvégien M.P. Esholt en 1657, et devint une branche indépendante des sciences naturelles à la fin du XVIIIe siècle. Le tournant des XIXe-XXe siècles a été marqué par un saut qualitatif dans le développement de la géologie - sa transformation en un complexe de sciences en lien avec l'introduction de méthodes de recherche physico-chimiques et mathématiques.

La géologie moderne comprend bon nombre de ses disciplines constitutives, révélant les secrets de la Terre dans différents domaines. Volcanologie, cristallographie, minéralogie, tectonique, pétrographie - ce n'est pas une liste complète des branches indépendantes de la science géologique. La géologie est également étroitement liée aux domaines d'importance appliquée : géophysique, tectonophysique, géochimie, etc.

La géologie est souvent appelée la science de la nature « morte », contrairement à la géologie. Bien entendu, les changements qui se produisent dans la coquille terrestre ne sont pas si évidents et prennent des siècles, voire des millénaires. C'est la géologie qui nous raconte comment notre planète s'est formée et quels processus s'y sont déroulés au cours de ses nombreuses années d'existence. La science géologique raconte en détail la face moderne de la Terre, créée par les « acteurs » géologiques : le vent, le froid, les tremblements de terre, les éruptions volcaniques.

Importance pratique La géologie pour la société humaine ne peut guère être surestimée. Elle étudie les entrailles de la terre, nous permettant d'en extraire des éléments sans lesquels l'existence humaine serait impossible. L'humanité a parcouru un long chemin dans son évolution - de la période de la « pierre » à l'ère de la haute technologie. Et chacune de ses démarches s'est accompagnée de nouvelles découvertes dans le domaine de la géologie, qui ont apporté des bénéfices tangibles pour le développement de la société.

La géologie peut également être qualifiée de science historique, car elle permet de retracer les changements dans la composition des minéraux. En étudiant les restes de créatures vivantes qui habitaient la planète il y a des milliers d’années, la géologie apporte des réponses aux questions sur l’époque où ces espèces ont habité la Terre et pourquoi elles ont disparu. A partir des fossiles, on peut juger de la séquence des événements qui ont eu lieu sur la planète. Le chemin de développement de la vie organique sur des millions d’années est imprimé dans les couches de la Terre étudiées par la science géologique.

Vidéo sur le sujet

Veuillez noter

Qu'est-ce que la géologie. Géologie (de la géo et de la logique) - un complexe de sciences sur la croûte terrestre et les sphères plus profondes de la Terre ; au sens étroit du terme - la science de la composition, de la structure, des mouvements et de l'histoire du développement de la croûte terrestre et de l'emplacement des minéraux dans celle-ci.

Conseils utiles

Cet article discutera de ce qu'est la géologie. La question se pose de savoir en quoi consiste cette science, ce qu'elle étudie et quels sont ses buts et objectifs. Nous aborderons les bases et les méthodes de la géologie. Absolument chacun de ces domaines a ses propres méthodes, ainsi que ses principes de recherche. La géologie historique étudie la séquence des processus géologiques survenus dans le passé.

Article connexe

Sources :

  • qu'est-ce que la géologie

Dans l’esprit de la plupart des gens, un géologue est un homme barbu avec un marteau et un sac à dos, qui se consacre exclusivement à la recherche de minéraux en l’absence totale de lien avec la civilisation. En fait, la géologie est une science très complexe et aux multiples facettes.

Que font les géologues ?

Géologie de la composition de la croûte terrestre, de sa structure, ainsi que de l'histoire de sa formation. Il existe trois directions principales de la géologie : dynamique, historique et descriptive. La dynamique étudie ainsi les changements dans la croûte terrestre divers processus tels que l'érosion, la destruction, les tremblements de terre, l'activité volcanique. Les géologues historiques s’efforcent d’imaginer les processus et les changements survenus sur la planète dans le passé. Surtout, les spécialistes en géologie descriptive correspondent à l’image habituelle du géologue, puisque c’est cette branche de la science qui étudie la composition de la croûte terrestre et la teneur de certains fossiles ou roches qui s’y trouvent.

La géologie est devenue une science populaire à l'ère de la révolution scientifique et technologique, lorsque l'humanité avait besoin de nombreuses nouvelles ressources et énergies.

Les études du sous-sol pour la géologie descriptive comprennent non seulement des expéditions avec prélèvement d'échantillons ou forages exploratoires, mais aussi l'analyse de données, la compilation de cartes géologiques, l'évaluation des perspectives de développement, la construction modèles informatiques. Le travail « sur le terrain », c'est-à-dire la recherche directe sur le terrain, ne prend que quelques mois par saison, et le géologue y passe le reste du temps. Naturellement, l'objet principal de la recherche sont les minéraux.

C'est la géologie qui s'occupe notamment de connaître l'âge exact de la planète Terre. Grâce au développement méthodes scientifiques, on sait que la planète a environ 4,5 milliards d'années.

Problèmes de géologie appliquée

Les géoscientifiques minéraux sont traditionnellement divisés en deux groupes principaux : ceux qui recherchent des gisements de minerai et ceux qui recherchent des minéraux non métalliques. Cette division est due au fait que les principes et les modèles de formation des minéraux non métalliques sont différents, c'est pourquoi les géologues se spécialisent généralement dans une chose. Les minerais utiles comprennent la plupart des métaux, tels que le fer, le nickel, l’or et certains types de minéraux. Les minéraux non métalliques comprennent les matériaux combustibles (pétrole, gaz, pierre), divers matériaux de construction (argile, marbre, pierre concassée), les ingrédients chimiques et enfin les pierres précieuses et semi-précieuses comme les diamants, rubis, émeraudes, jaspe, cornaline. et bien d'autres.

Le travail d'un géologue est, sur la base de données analytiques, de prédire la présence de minéraux dans une zone particulière, de mener des recherches lors d'une expédition afin de confirmer ou d'infirmer ses hypothèses, puis, sur la base des informations reçues, de tirer une conclusion sur les perspectives de développement industriel du gisement. Dans ce cas, le géologue part de l’estimation du nombre de minéraux, de leur pourcentage dans la croûte terrestre et de la faisabilité commerciale de leur extraction. Par conséquent, un géologue doit non seulement être physiquement résilient, mais aussi avoir la capacité de pensée analytique, connaissez les bases de l'économie, de la géodésie, améliorez constamment vos connaissances et vos compétences.

Vidéo sur le sujet

La géoécologie est un domaine scientifique couvrant les domaines de l'écologie et de la géographie. Le sujet et les objectifs de cette science ne sont pas définis avec précision ; dans son cadre, de nombreux problèmes différents liés à l'interaction de la nature et de la société, à l'influence humaine sur les paysages et autres environnements géographiques sont étudiés.

Histoire de la géoécologie

La géoécologie est devenue une science distincte il y a environ cent ans, lorsque le géographe allemand Karl Troll a décrit le domaine d'étude de l'écologie du paysage. De son point de vue, cela devrait intégrer les principes écologiques dans l’étude des écosystèmes.

La géoécologie s’est développée lentement ; en Union soviétique, ce terme a été inventé pour la première fois dans les années 70. Au début du 21e siècle, les deux champs adjacents - et - sont devenus suffisamment précis pour prédire comment la nature et les diverses coquilles de la Terre changeront en fonction de influence humaine. De plus, les scientifiques peuvent déjà trouver des moyens de résoudre les problèmes liés à l’impact négatif des activités humaines sur la nature. Par conséquent, la géoécologie a commencé à se développer rapidement au cours du nouveau millénaire et la portée de ses activités s’est élargie.

Géoécologie

Même si cela devient de plus en plus populaire, avec point scientifique il n'est pas suffisamment décrit. Les chercheurs sont plus ou moins d'accord sur les tâches de la géoécologie, mais ils ne donnent pas de sujet de recherche clair pour cette science. L'une des hypothèses les plus courantes sur le sujet ressemble à ceci : il s'agit de processus se produisant dans l'environnement et dans diverses coquilles de la Terre - l'hydrosphère, l'atmosphère et autres, qui résultent d'une intervention anthropique et entraînent certaines conséquences.

Il existe un facteur très important dans l'étude de la géoécologie : il est nécessaire de prendre en compte à la fois les relations spatiales et temporelles dans la recherche. En d’autres termes, pour les géoécologues, l’influence de l’homme sur la nature dans divers domaines est importante. conditions géographiques, ainsi que l'évolution de ces conséquences au fil du temps.

Les géoécologues étudient les sources qui affectent la biosphère, étudient leur intensité et identifient la répartition spatiale et temporelle de leurs effets. Ils créent des systèmes d'information spéciaux avec lesquels ils peuvent assurer un contrôle constant sur environnement naturel. Avec les écologistes, ils étudient les niveaux de pollution dans différents domaines : dans l'océan mondial, dans la lithosphère, dans eaux intérieures. Ils tentent de détecter l'influence de l'homme sur la formation des écosystèmes et leur fonctionnement.

La géoécologie ne traite pas seulement de la situation actuelle, mais prédit et modélise également les conséquences possibles des processus en cours. Cela vous permet d’éviter les changements indésirables plutôt que de gérer leurs conséquences.

La géologie est la science de la composition, de la structure et des schémas de développement de la Terre, des autres planètes du système solaire et de leurs satellites naturels.

Il existe trois grands domaines de recherche géologique : la géologie descriptive, dynamique et historique. Chaque direction a ses propres principes de base et méthodes de recherche. La géologie descriptive est l'étude de l'arrangement et de la composition des corps géologiques, y compris leur forme, leur taille, leurs relations, leur séquence d'occurrence et la description de divers minéraux et roches. La géologie dynamique examine l'évolution des processus géologiques, tels que la destruction des roches, leur transport par le vent, les glaciers, les eaux souterraines ou souterraines, l'accumulation de sédiments (externes à la croûte terrestre) ou le mouvement de la croûte terrestre, les tremblements de terre, les éruptions volcaniques ( interne). La géologie historique traite de l'étude de la séquence des processus géologiques du passé.

Origine du nom

Initialement, le mot « géologie » était à l’opposé du mot « théologie ». La science de la vie spirituelle s’opposait à la science des lois et règles de l’existence terrestre. Dans ce contexte, Mgr R. de Bury utilise ce mot dans son livre « Philobiblon » (« Amour des livres »), publié en 1473 à Cologne. Le mot vient du grec γῆ, qui signifie « Terre » et λόγος, qui signifie « enseignement ».

Opinions sur la première utilisation du mot « géologie » dans compréhension moderne diverger. Selon certaines sources, dont le TSB, ce terme a été utilisé pour la première fois par le scientifique norvégien Mikkel Pedersøn Escholt (Mikkel Pedersøn Escholt, 1600-1699) dans son livre « Geologica Norvegica » (1657). Selon d'autres sources, le mot « géologie » aurait été utilisé pour la première fois par Ulysse Aldrovandi en 1603, puis par Jean André Deluc en 1778, et consolidé le terme par Horace Benoît de Saussure en 1779.

Historiquement, le terme géognosie (ou géognostique) était également utilisé. Ce nom pour la science des minéraux, des minerais et des roches a été proposé par les géologues allemands G. Füchsel (en 1761) et A. G. Werner (en 1780). Les auteurs du terme les désignaient domaines pratiques la géologie, qui étudiait les objets observables à la surface, contrairement à la géologie alors purement théorique, qui traitait de l'origine et de l'histoire de la Terre, de sa croûte et de sa structure interne. Le terme a été utilisé dans littérature spécialisée au XVIIIe et au début du XIXe siècle, mais a commencé à tomber en désuétude dans la seconde moitié du XIXe siècle. En Russie, le terme a été conservé jusqu'à la fin du XIXe siècle dans les titres et diplômes universitaires de « Docteur en minéralogie et géognosie » et « Professeur de minéralogie et géognosie ».

Sections de géologie

Les disciplines géologiques travaillent dans les trois domaines de la géologie et il n'y a pas de division exacte en groupes. De nouvelles disciplines émergent à l’intersection de la géologie et d’autres domaines du savoir. Le BST propose la classification suivante : sciences de la croûte terrestre, sciences des processus géologiques modernes, sciences de la séquence historique des processus géologiques, disciplines appliquées ainsi que géologie régionale.

Les minéraux sont formés à la suite de processus physiques et chimiques naturels et ont une certaine composition chimique et propriétés physiques.

Sciences sur la croûte terrestre :

  • La minéralogie est une branche de la géologie qui étudie les minéraux, les questions de leur genèse et leurs qualifications. La lithologie est l'étude des roches formées lors de processus associés à l'atmosphère, à la biosphère et à l'hydrosphère de la Terre. Ces roches ne sont pas appelées avec précision roches sédimentaires. Les roches du pergélisol acquièrent un certain nombre de propriétés caractéristiques et caractéristiques étudiées par géocryologie.
  • La pétrographie est une branche de la géologie qui étudie les roches ignées et métamorphiques principalement d'un point de vue descriptif : leur genèse, leur composition, leurs caractéristiques texturales et structurelles, ainsi que leur classification.
  • La géologie structurale est une branche de la géologie qui étudie les formes d'apparition des corps géologiques et les perturbations de la croûte terrestre.
  • La cristallographie était à l’origine l’un des domaines de la minéralogie, mais elle constitue aujourd’hui davantage une discipline physique.

Sciences des processus géologiques modernes (géologie dynamique) :

  • La tectonique est une branche de la géologie qui étudie le mouvement de la croûte terrestre (géotectonique, néotectonique et tectonique expérimentale).
  • La volcanologie est une branche de la géologie qui étudie le volcanisme.
  • La sismologie est une branche de la géologie qui étudie les processus géologiques lors des tremblements de terre et du zonage sismique.
  • La géocryologie est une branche de la géologie qui étudie le pergélisol.
  • La pétrologie est une branche de la géologie qui étudie la genèse et les conditions d'origine des roches ignées et métamorphiques.

Sciences sur la séquence historique des processus géologiques (géologie historique) :

  • La géologie historique est une branche de la géologie qui étudie les données sur la séquence des événements majeurs de l'histoire de la Terre. Toutes les sciences géologiques, à un degré ou à un autre, sont de nature historique, compte tenu entités existantes dans l'aspect historique et sont principalement engagés dans la clarification de l'histoire de la formation des structures modernes. L'histoire de la Terre est divisée en deux étapes majeures - les éons, selon l'apparition des organismes dotés de parties dures, laissant des traces dans les roches sédimentaires et permettant, sur la base de données paléontologiques, de déterminer l'âge géologique relatif. Avec l'apparition des fossiles sur Terre, le Phanérozoïque a commencé - le temps de la vie ouverte, et avant cela il y avait le cryptozoïque ou le Précambrien - le temps de la vie cachée. La géologie précambrienne se distingue comme une discipline particulière, car elle étudie des complexes spécifiques, souvent fortement et à plusieurs reprises métamorphisés, et dispose de méthodes de recherche particulières.
  • La paléontologie étudie les formes de vie anciennes et s'occupe de la description des restes fossiles, ainsi que des traces de l'activité vitale des organismes.
  • La stratigraphie est la science qui permet de déterminer l'âge géologique relatif des roches sédimentaires, la division des strates rocheuses et la corrélation de diverses formations géologiques. L'une des principales sources de données pour la stratigraphie sont les définitions paléontologiques.

Disciplines appliquées :

  • La géologie minérale étudie les types de gisements, les méthodes de leur recherche et de leur exploration. Il est divisé en géologie pétrolière et gazière, géologie du charbon et métallogénie.
  • L'hydrogéologie est une branche de la géologie qui étudie les eaux souterraines.
  • La géologie de l'ingénieur est une branche de la géologie qui étudie les interactions de l'environnement géologique et des ouvrages d'art.

Vous trouverez ci-dessous les autres sections de la géologie, principalement à l'interface avec d'autres sciences :

  • La géochimie est une branche de la géologie qui étudie la composition chimique de la Terre, les processus qui concentrent et dispersent les éléments chimiques dans diverses sphères de la Terre.
  • La géophysique est une branche de la géologie qui étudie les propriétés physiques de la Terre, qui comprend également un ensemble de méthodes d'exploration : prospection gravitationnelle, prospection sismique, prospection magnétique, prospection électrique de diverses modifications, etc.
  • La géobarothermométrie est une science qui étudie un ensemble de méthodes permettant de déterminer la pression et la température de formation des minéraux et des roches.
  • La géologie microstructurale est une branche de la géologie qui étudie la déformation des roches au niveau micro, à l'échelle des grains de minéraux et des agrégats.
  • La géodynamique est une science qui étudie les processus à l'échelle la plus planétaire résultant de l'évolution de la Terre. Elle étudie le lien entre les processus dans le noyau, le manteau et la croûte.
  • La géochronologie est une branche de la géologie qui détermine l'âge des roches et des minéraux.
  • La lithologie (Pétrographie des roches sédimentaires) est une branche de la géologie qui étudie les roches sédimentaires.

Les branches suivantes de la géologie étudient le système solaire : cosmochimie, cosmologie, géologie spatiale et planétologie.

Principes de base de la géologie

La géologie est une science historique et sa tâche la plus importante est de déterminer la séquence des événements géologiques. Pour réaliser cette tâche, un certain nombre d’outils simples et intuitifs ont été développés depuis l’Antiquité. signes évidents relations temporelles entre les roches.

Les relations intrusives sont représentées par les contacts entre les roches intrusives et leurs strates hôtes. La découverte de signes de telles relations (zones de durcissement, dykes, etc.) indique clairement que l'intrusion s'est formée plus tard que les roches encaissantes.

Les relations transversales permettent également de déterminer l’âge relatif. Si une faille brise des roches, cela signifie qu’elles se sont formées plus tard qu’eux.

Les xénolithes et les fragments pénètrent dans les roches à la suite de la destruction de leur source, respectivement, ils se sont formés avant leurs roches hôtes et peuvent être utilisés pour déterminer les âges relatifs.

Le principe d’actualisation postule que les forces géologiques à l’œuvre à notre époque ont également agi de la même manière à des époques antérieures. James Hutton a formulé le principe de l’actualisme avec la phrase « Le présent est la clé du passé ».

La déclaration n’est pas tout à fait exacte. Le concept de « force » n’est pas un concept géologique, mais physique, ayant un rapport indirect avec la géologie. Il est plus correct de parler de processus géologiques. Identifier les forces qui accompagnent ces processus pourrait devenir la tâche principale de la géologie, ce qui n’est malheureusement pas le cas.

Le « principe d'actualisation » (ou méthode d'actualisation) est synonyme de méthode « d'analogie ». Mais la méthode de l'analogie n'est pas une méthode de preuve, c'est une méthode de formulation d'hypothèses et, par conséquent, tous les modèles obtenus par la méthode de l'actualisme devraient passer par la procédure de preuve de leur objectivité.

Actuellement, le principe d'actualisation est devenu un frein au développement d'idées sur les processus géologiques.

Le principe d’horizontalité primaire stipule que les sédiments marins se forment horizontalement.

Le principe de superposition est que les roches situées dans une position non perturbée par des plis et des failles suivent dans l'ordre de leur formation, les roches situées au-dessus sont plus jeunes et celles situées plus bas dans la section sont plus anciennes.

Le principe de succession finale postule que les mêmes organismes sont communs dans l’océan au même moment. Il s'ensuit qu'un paléontologue, ayant déterminé un ensemble de restes fossiles dans une roche, peut retrouver des roches qui se sont formées en même temps.

Histoire de la géologie

Les premières observations géologiques concernent la géologie dynamique - il s'agit d'informations sur les tremblements de terre, les éruptions volcaniques, l'érosion des montagnes, les mouvements les côtes. Des déclarations similaires se retrouvent dans les travaux de scientifiques tels que Pythagore, Aristote, Pline l'Ancien, Strabon. L'étude des matériaux physiques (minéraux) de la Terre remonte au moins à la Grèce antique, lorsque Théophraste (372-287 av. J.-C.) écrivit Peri Lithon (Sur les pierres). Durant la période romaine, Pline l'Ancien a décrit en détail de nombreux minéraux et métaux, ainsi que leurs propriétés. utilisation pratique, et a également identifié correctement l’origine de l’ambre.

Des descriptions de minéraux et des tentatives de classification des corps géologiques se trouvent chez Al-Biruni et Ibn Sina (Avicenne) aux Xe-XIe siècles. Les travaux d'Al-Biruni contenaient une première description de la géologie de l'Inde ; il suggérait que le sous-continent indien était autrefois une mer. Avicenne a suggéré explication détaillée la formation des montagnes, l'origine des tremblements de terre et d'autres sujets qui sont au cœur de la géologie moderne et qui contiennent les bases nécessaires pour développement ultérieur science. Certains érudits modernes, comme Fielding H. Garrison, pensent que la géologie moderne a commencé dans le monde islamique médiéval.

En Chine, l'encyclopédiste Shen Kuo (1031-1095) a formulé une hypothèse sur le processus de formation des terres : à partir d'observations de coquilles d'animaux fossiles dans une couche géologique des montagnes à des centaines de kilomètres de l'océan, il a conclu que la terre s'était formée en raison de l'érosion des montagnes et de la sédimentation du limon.

À la Renaissance, les recherches géologiques étaient menées par les scientifiques Léonard de Vinci et Girolamo Fracastoro. Ils ont été les premiers à suggérer que les coquilles fossiles sont les restes d’organismes disparus et que l’histoire de la Terre est plus longue que les idées bibliques. Niels Stensen a analysé la coupe géologique en Toscane, il a expliqué la séquence des événements géologiques. On lui attribue les trois principes déterminants de la stratigraphie : le principe de superposition, le principe d'horizontalité primaire des couches et le principe de séquence de formation des corps géologiques.

DANS fin XVII- apparu au début du XVIIIe siècle théorie générale Terre, ce qu'on appelait le diluvianisme. Selon les scientifiques de l'époque, des roches sédimentaires et des fossiles se sont formés en conséquence. inondation mondiale. Ces points de vue étaient partagés par Robert Hooke (1688), John Ray (1692), Joanne Woodward (1695), I. Ya Scheukzer (1708) et d'autres.

Dans la seconde moitié du XVIIIe siècle, la demande en minéraux augmente fortement, ce qui conduit à l'étude du sous-sol, notamment à l'accumulation de matériel factuel, à la description des propriétés des roches et des conditions de leur apparition, et à l'élaboration des techniques d'observation. En 1785, James Hutton présenta un article intitulé La théorie de la Terre à la Royal Society of Edinburgh. Dans cet article, il explique sa théorie selon laquelle la Terre doit être beaucoup plus ancienne qu'on ne le pensait pour pouvoir fournir temps suffisant pour l'érosion des montagnes et pour que les sédiments forment de nouvelles roches au fond de la mer, qui à leur tour ont été soulevées pour devenir de la terre ferme. En 1795, Hutton publia un ouvrage en deux volumes décrivant ces idées (Vol. 1, Vol. 2). James Hutton est souvent considéré comme le premier géologue moderne. Les adeptes de Hutton étaient connus sous le nom de plutonistes parce qu'ils croyaient que certaines roches (basaltes et granites) avaient été formées par l'activité volcanique et résultaient du dépôt de lave d'un volcan. Un autre point de vue était celui des Neptunistes, dirigés par Abraham Werner, qui croyaient que toutes les roches se déposaient de grand océan, dont le niveau a progressivement diminué au fil du temps, et l'activité volcanique s'explique par la combustion souterraine du charbon. Dans le même temps, les ouvrages géologiques de Lomonossov « Le Lay de la naissance des métaux issus des secousses de la Terre » (1757) et « Sur les couches de la Terre » (1763) voient le jour en Russie, dans lesquels il reconnaît l'influence des forces externes et internes sur le développement de la Terre.

William Smith (1769-1839) a dessiné certaines des premières cartes géologiques et a commencé le processus d'ordonnancement des strates rocheuses en étudiant les fossiles qu'elles contenaient. Smith a compilé une « échelle des formations sédimentaires en Angleterre ». Les travaux sur les couches séparatrices ont été poursuivis par les scientifiques Georges Cuvier et A. Bronyaru. En 1822, on distingue les systèmes Carbonifère et Crétacé, ce qui marque le début de la systématique stratigraphique. Les principales divisions de l'échelle stratigraphique moderne ont été adoptées officiellement en 1881 à Bologne lors du 2e Congrès géologique international. Les premières cartes géologiques de Russie furent les œuvres de D. Lebedev et M. Ivanov (carte de la Transbaïkalie orientale, 1789-1794), N. I. Koksharov (Russie européenne, 1840), G. P. Gelmersen (« Carte générale des formations montagneuses de la Russie européenne » , 1841). Les formations du Silurien, du Dévonien, du Carbonifère inférieur, du Lias et du Tertiaire étaient déjà marquées sur les cartes de Koksharov.

En même temps, base méthodologique Cette division était encore précisée dans le cadre de plusieurs théories. J. Cuvier a développé une théorie des catastrophes, selon laquelle les caractéristiques de la Terre se forment lors d'un événement catastrophique et restent inchangées dans le futur. L. Buch a expliqué les mouvements de la croûte terrestre par le volcanisme (théorie du « soulèvement des cratères »), L. Elie de Beaumont a associé la dislocation des couches à la compression de la croûte terrestre lors du refroidissement. noyau central. En 1830, Charles Lyell publia pour la première fois son célèbre livre, Les principes de géologie. Le livre, qui a influencé les idées de Charles Darwin, a favorisé avec succès la diffusion de l’actualisme. Cette théorie affirme que des processus géologiques lents se sont produits tout au long de l’histoire de la Terre et se produisent encore aujourd’hui. Même si Hutton croyait à l’actualisme, l’idée n’était pas largement acceptée à l’époque.

Pendant une grande partie du XIXe siècle, la géologie tournait autour de la question de l’âge exact de la Terre. Les estimations allaient de 100 000 à plusieurs milliards d'années. Au début du XXème siècle, la datation radiométrique permettait de déterminer l'âge de la Terre, l'estimation était de deux milliards d'années. Comprendre cette vaste période de temps a ouvert la porte à de nouvelles théories sur les processus qui ont façonné la planète. La réalisation la plus importante de la géologie au XXe siècle a été le développement de la théorie de la tectonique des plaques en 1960 et la clarification de l'âge de la planète. La théorie de la tectonique des plaques est née de deux observations géologiques distinctes : l’expansion des fonds marins et la dérive des continents. La théorie a révolutionné les géosciences. On sait actuellement que la Terre a environ 4,5 milliards d’années.

DANS fin XIX siècle, les besoins économiques des pays en matière de sous-sol ont conduit à un changement du statut de la science. De nombreux services géologiques apparaissent, notamment l'US Geological Survey (1879) et le Comité géologique de Russie (1882). La formation des géologues a été introduite.

Afin d’éveiller l’intérêt pour la géologie, les Nations Unies ont déclaré l’année 2008 « Année internationale planète Terre."

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La géologie étudie la formation et la structure de la coquille rocheuse de la Terre. Contrairement aux sciences de la nature vivante – zoologie et botanique – la géologie est souvent appelée la science de la « nature morte ». Mais au fond, cette nature n’est pas du tout morte. Sous l'influence de l'air, de l'eau, du soleil, du gel et d'autres forces de la nature, la coque de la Terre change constamment. Un observateur attentif peut saisir et retracer la vie très intéressante de la « nature morte ». Tout comme les sciences biologiques, la géologie apprend à une personne à se rapporter consciemment aux phénomènes naturels et à les comprendre. Sans connaître les bases de la géologie, une personne ne voit que l'extérieur. Il contemple diverses formes de relief : ravins, falaises, pentes, vallées, collines, rochers, chaînes de montagnes, sommets enneigés, - admire souvent leur beauté, mais n'a aucune idée de la façon dont ils se sont formés.

Une personne voit une rivière calme et plate avec de douces berges vertes, ou un ruisseau de montagne coulant en cascades bruyantes entre les pentes rocheuses des montagnes ; assis au bord de la mer, il admire les éclaboussures des vagues qui se précipitent sur le rivage, écoute le bruit incessant des vagues, mais ne sait pas que tout ce travail inlassable de l'eau entraîne d'énormes changements à la surface de la Terre.

Quiconque ne connaît pas les bases de la géologie remarquera sur la pente vallée de montagne La façon dont les couches rocheuses sont courbées - comme si elles étaient pressées ou déplacées par la main d'un géant - ne pourra pas expliquer ce que cela signifie, quelle force et pourquoi cela a déformé les roches solides de cette manière. Il ne sera pas capable de distinguer le quartz du marbre, le granit du grès, et passera probablement à côté d'une roche précieuse à moins qu'elle n'attire son attention par une couleur ou une forme inhabituelle.

La Terre sur laquelle nous vivons existe depuis des milliards d’années. L’histoire de la Terre est très longue et confuse. Elle est riche différents événements. Cette histoire est enregistrée dans les couches de la croûte terrestre, qui sont des monuments d'un passé lointain. Chaque couche est comme une page du livre d’histoire naturelle. Mais dans ce livre, de nombreuses pages sont devenues très usées au fil du temps et les caractères imprimés sont devenus illisibles, voire ont complètement disparu à certains endroits. La géologie nous apprend à lire ce livre de la nature, à analyser les « phrases effacées », à restituer le « texte » des pages manquantes. L'incomplétude du « texte » de l'histoire de la Terre, l'abondance de lieux mystérieux, les hiéroglyphes (signes) non déchiffrés attirent particulièrement l'esprit humain curieux vers cette science.

La géologie nous raconte comment la planète sur laquelle nous vivons s'est formée, de quelles roches elle est constituée et quels changements elle a subis au cours de son existence. La géologie nous apprend à approfondir le temps et nous aide à mieux comprendre les processus qui se déroulent sous nos yeux. La chaleur que nous donne le Soleil, le mouvement de l'air sous forme de vent, de gouttes de pluie, de gel, de cristaux de neige, de rivières et de mers, voire de plantes et d'animaux, sont autant d'agents géologiques qui modifient la Terre, dont le travail est étudié. par la géologie. La face de la Terre, c'est-à-dire la forme de la surface, a été créée par ces figures, ainsi que par d'autres cachées dans les profondeurs de la Terre. De temps en temps, ces dernières se manifestent sous la forme de phénomènes aussi redoutables que des éruptions volcaniques ou des tremblements de terre.

Même l'homme primitif prêtait attention à la nature qui l'entourait et au travail des géologues. Mais il n'a pas compris les phénomènes de la nature et a donc peuplé mentalement le ciel et la terre, l'eau et les entrailles de la terre de forces mystérieuses sous la forme d'esprits bons et mauvais qui agissent pour le bien ou le mal de l'homme. Plus tard, de nombreux scientifiques sont morts sur le bûcher pour avoir tenté d’expliquer des phénomènes naturels ; beaucoup travaux scientifiques a été brûlé pour des pensées qui contredisaient les « saintes écritures ».

La géologie apporte de grands avantages société humaine. Elle explore les entrailles de la Terre et aide à en extraire des trésors minéraux, sans lesquels les hommes ne peuvent exister. Que ferait une personne si elle ne connaissait pas les minéraux, ne savait pas comment les extraire, les traiter et les transformer en produits nécessaires ! L’homme a appris il y a très longtemps à fabriquer des outils en os et en pierre. La période de « pierre » de l’histoire humaine a duré plusieurs millénaires. L'homme a fait un grand pas en avant en apprenant à fondre le métal à partir du minerai et à en fabriquer des outils. Ce n’est qu’après cela que la culture a progressé à grands pas. Au cours de plusieurs milliers d'années, il a atteint un tel sommet que l'électricité a commencé à servir l'humanité et que bientôt l'énergie atomique sera largement utilisée à des fins économiques. Dans notre pays, où toutes les terres appartiennent à l’État, le travail d’un géologue profite à la population. Pour l'explorateur de l'intérieur de la Terre, le plus conditions favorables. Mais pour devenir un vrai géologue, il faut avoir des connaissances approfondies. Un géologue doit avoir une bonne connaissance de la minéralogie - l'histoire des composés chimiques naturels, c'est-à-dire des minéraux, et de la géochimie - la science du développement des processus chimiques dans la Terre et l'histoire des atomes. Il doit avoir une idée de la géophysique - une science qui étudie les propriétés physiques de notre planète dans son ensemble et les processus se produisant dans les coquilles de la Terre - solides, liquides et gazeux. Les techniques et la recherche géophysiques aident grandement les géologues à étudier l'intérieur de la Terre.

Même la connaissance de la botanique facilite le travail d'un chercheur de trésors souterrains. Il s’avère que certaines plantes vivent dans des sols contenant certains métaux. Par exemple, les anémones poussent sur des sols riches en nickel métallique ; L'astragale pousse sur des sols à forte teneur en uranium et en sélénium ; le buisson Kachim au Kazakhstan est généralement associé à un sol riche en cuivre, etc. En Amérique, d'importants gisements d'argent ont été découverts uniquement d'après la botanique. De nombreux exemples de ce type peuvent être donnés.

L'explorateur légendaire et prospecteur du sous-sol Fiodor Grigorievich Lepeshkin

Le métier de géologue est très intéressant et diversifié. Ceux d'entre vous qui aiment les forêts et les montagnes, air frais, passant la nuit sous la tente, peut choisir sa spécialité de géomètre cartographe. Un tel géologue passe tout l'été, et parfois une partie du printemps et de l'automne, à des travaux sur le terrain (c'est-à-dire dans la nature) et ne revient en ville que pour l'hiver pour traiter les matériaux collectés. Tout géologue sait à quel point il est passionnant et tentant de traiter pour la première fois des matériaux provenant d’une zone étudiée.

Avant de cartographier les zones rocheuses composition différente et l'âge, le géologue enlève mentalement la couche de sol, toute la végétation et toutes les structures humaines - bâtiments, routes, etc. ; En dessous se trouvent les substrats rocheux - c'est le nom donné aux roches qui composent la croûte terrestre - et c'est ce que montre la carte géologique.

Pour dresser une carte, un géologue réalise une étude géologique : tracée ou détaillée, selon l'échelle de la carte et la tâche à accomplir. Lors d'un levé de tracé, il suffit de traverser toute la zone d'étude dans deux ou trois directions, le long desquelles des observations doivent être faites sur la composition des roches, leur occurrence et les limites de leur répartition. Sur une telle carte, en dehors des itinéraires d'enquête, beaucoup de choses ne seront tracées que de manière provisoire, avec plus ou moins de précision. Pour un levé détaillé, la zone doit être étudiée étape par étape dans toutes les directions, et alors seulement toutes les limites et conditions d'occurrence des roches seront indiquées avec précision.

Sur une carte, le géologue dessine la superficie occupée par chaque roche d'âge et de composition connus, et montre comment elle se trouve (horizontalement, inclinée dans n'importe quelle direction, ou forme des plis). Ensuite, il marque sur la carte diverses perturbations dans les roches - fissures de failles, minerais et autres veines, modifications de certaines roches par contact avec d'autres, divers minéraux.

Une carte géologique présente la structure interne d'une zone donnée. Lors de la collecte de matériaux pour une carte, un géologue étudie la zone plus ou moins en détail et peut déjà décrire dans le rapport la composition des roches, la structure, l'histoire du développement, c'est-à-dire la formation, de cette partie de la Terre. Dans les roches sédimentaires, le géologue retrouvera les restes d'animaux (coquilles, coquilles, os, dents) et végétaux (feuilles, écorces, pollen, bois) qui existaient autrefois. Ces restes, appelés fossiles, sont étudiés par les paléontologues (la paléontologie est la science de vie ancienne). A partir des fossiles, les géologues jugent la séquence des événements qui se sont déroulés sur Terre : l'avancée des mers sur la terre, la formation des montagnes, etc. La vie organique au cours de plusieurs millions d'années, ce qui est l'histoire de la Terre, s'est écoulée très un long chemin développement. Cette voie de développement a été imprimée dans les couches de la Terre avec les restes d'animaux et de plantes.

Le géologue enquêteur cartographiera également les gisements minéraux qu’il rencontre. Lors de la prise de vue, on ne peut examiner que brièvement les gisements, faire de petits défrichements, des excavations, enlever la végétation et les terres recouvrant le substrat rocheux afin de mieux examiner la forme du gisement - une couche, une veine, des inclusions. Parfois, le géologue géomètre parvient même à retracer le gisement sur une certaine distance. Un autre spécialiste, un géologue d'exploration, étudiera le gisement. Si le gisement mérite une étude détaillée, l'exploration sera alors réalisée à l'aide de fossés, de fosses (puits) et de forages. Si cette exploration préliminaire donne un résultat favorable, une exploration détaillée en profondeur et le long de la longueur du gisement aura lieu à son tour afin de pouvoir calculer ses réserves et clarifier sa valeur et ses conditions de développement du minéral. . Un géologue d'exploration d'un gisement découvert doit déterminer les réserves minérales de différentes manières.

L'activité d'un géologue minier qui visite quotidiennement les chantiers souterrains pour inspecter les mines existantes est utile et intéressante. visages . Ce géologue gardien doit avoir une connaissance approfondie de toutes les caractéristiques de la veine ou de la couche de minerai. Il ne sera pas confus si la veine disparaît en raison d'un affaissement ou d'un déplacement de roches, et donnera l'indication correcte dans quelle direction - vers le haut ou vers le bas, vers la droite ou la gauche - chercher sa continuation. Et après le retour de la mine ou galeries , le géologue consignera ses observations dans un journal et remplira des fiches pour les nouveaux chantiers. En disposant toutes les cartes sur la table et en les plaçant les unes à côté des autres verticalement et horizontalement, il peut restaurer image complète exploité une partie du gisement.

Le traitement du matériel scientifique collecté lors des expéditions demande beaucoup de travail. Il faut par exemple étudier des collections de plantes fossiles, d'invertébrés ou de vertébrés, étudier les roches et les minéraux.

Tous les géologues doivent être capables de travailler avec un microscope pour identifier des coupes minces (coupes) de roches et de minéraux, des coupes minces contenant de la microfaune, etc.

DANS économie nationale Notre pays a besoin de géologues partout. Sans données géologiques, il est impossible de concevoir et de construire de manière solide, avec la certitude qu'il n'y aura pas d'accidents ni de catastrophes, avec le moins de dépenses d'argent, de travail et de temps.

La construction de toutes sortes de grands bâtiments résidentiels, publics et industriels, d'autoroutes, de routes et de voies ferrées, d'aérodromes, de grands ponts sur les rivières, le creusement de canaux et de tunnels, la construction de grands barrages sur les rivières - tous ces travaux nécessitent la participation d'un ingénieur hydrogéologue. .

Avant même le début de la construction, il doit examiner le sol sur lequel l'ouvrage est construit, savoir à quelle profondeur les fondations doivent être posées, connaître la résistance à l'eau ou la capacité portante de l'eau des roches sous le bâtiment, la route ou dans les parois du tunnel.

Les hydrogéologues étudient les eaux souterraines, leur composition et leurs voies de déplacement, découvrent les conditions d'approvisionnement en eau à la surface de la terre. colonies ou le drainage de l'eau s'il est nocif pour la santé humaine ou peut compromettre la stabilité des fondations du bâtiment.

Dans les zones sujettes aux tremblements de terre, un géologue aidera les constructeurs à sélectionner le type de bâtiment capable de résister aux secousses du sol.

Développements gros dépôts les minéraux, en particulier les minerais, sont toujours produits sous la supervision d'un géologue. Il surveille l'évolution du gisement en profondeur et le long de sa direction, donne des instructions sur la direction à prendre. travaux d'exploration et quels forages ou travaux souterrains sont nécessaires.

Maintenant, jeunes amis, vous avez une compréhension générale de la géologie, et vous devriez comprendre pourquoi la connaissance des bases de la géologie est nécessaire pour tout le monde pour l'enseignement général. Parmi vous, il y aura sans aucun doute ceux qui voudront consacrer leur vie à cette science des plus intéressantes et devenir géologues. Les connaissances géologiques nous sont également précieuses car elles nous confèrent force et pouvoir, pouvoir sur la nature et sur les richesses des entrailles de la terre.

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1. SECTIONS DE GÉOLOGIE GÉNÉRALE. Avec l'apparition des fossiles sur Terre, le Phanérozoïque a commencé - le temps de la vie ouverte, et avant cela il y avait le cryptozoïque ou le Précambrien - le temps de la vie cachée. La géologie précambrienne se distingue comme une discipline particulière, car elle étudie des complexes spécifiques, souvent fortement et à plusieurs reprises métamorphisés, et dispose de méthodes de recherche particulières. processus physiques. La géochimie étudie la composition chimique de la Terre et les lois de distribution, de répartition, de combinaison et de migration des éléments chimiques dans la croûte terrestre. La géologie moderne ne peut se passer de l'application des méthodes et des conclusions de ces sciences, mais leur développement s'est avéré possible uniquement sur une base géologique solide. Un lien tout aussi étroit unit la géologie à des sciences telles que la géodésie, qui étudie la taille et la forme de la Terre, ou la géographie physique, qui couvre un large éventail de conditions naturelles qui déterminent l'environnement géographique (relief, climat, sol, etc.). En matière d'origine et de développement de la vie sur Terre, la géologie est étroitement liée aux sciences biologiques, et pour clarifier le problème de l'origine de la Terre, ses relations avec les autres corps célestes et la position dans l'Univers, elle ne peut se passer des conclusions de l'astronomie et des réalisations de l'astronautique. Par conséquent, l’ensemble du vaste domaine des sciences naturelles est étroitement lié à la géologie. Cela est particulièrement ressenti à notre époque, où l'unité de la nature qui nous entoure, l'interconnexion de tous les processus et phénomènes naturels deviennent de plus en plus évidentes. Dans le même temps, la spécialisation de certains domaines des sciences naturelles augmente chaque année et une personne n'est pas en mesure de couvrir en détail toutes les réalisations et méthodes. divers domaines des sciences qui s'accumulent continuellement au cours du processus créativité scientifique et sont avancés par la pratique. Ceci est tout à fait applicable à la géologie. La géologie, d'une part, est une science unifiée sur la Terre, d'autre part, c'est une série de sciences mutuellement liées et étroitement liées, étudiant différents aspects et résultats du processus de développement et de formation de la Terre, mais poursuivre des objectifs différents et utiliser des méthodes différentes. Actuellement, parmi les branches de la géologie, on distingue généralement disciplines scientifiques la croûte terrestre; 2) processus géologiques ; 3) les manifestations de la vie organique et l'histoire de son développement sur Terre à partir des restes d'organismes disparus et des traces de leur activité vitale ; 4) séquence historique des processus géologiques. Historiquement, les sciences géologiques ont été identifiées comme un groupe spécial, étudiant questions pratiques, bien que leur contenu soit étroitement lié à la « géologie théorique », et cette dernière, à son tour, s'occupe de la solution des problèmes les plus importants problèmes pratiques. Un groupe spécial de disciplines géologiques comprend les sciences méthodologiques et géologiques-économiques, qui étudient les techniques de recherche utilisées dans diverses industries la géologie, ainsi que les méthodes pour la solution la plus efficace et la plus économique à l'aide de la géologie des divers besoins de l'économie nationale liés à la recherche, à l'extraction et à l'utilisation de matières premières minières et à la construction de diverses structures. Enfin, plus récemment, la « géologie marine » est apparue comme une branche indépendante – une science qui étudie la composition, la structure, les minéraux et l'histoire de la formation du fond des mers et des océans, en utilisant méthodes spécifiques recherche dans des conditions très différentes de celles sous-aériennes. Les disciplines géologiques qui étudient principalement la composition matérielle de la croûte terrestre comprennent : la minéralogie, la cristallographie, la pétrographie, la pétrologie et la lithologie. La minéralogie est la science des minéraux (composés chimiques naturels), qui étudie, comme la volcanologie, la sismologie, la géotectonique. La volcanologie étudie les processus des éruptions volcaniques, la structure, le développement et les causes de la formation des volcans et la composition des produits émis par ceux-ci. La sismologie est la science des conditions géologiques d'apparition et de manifestation des tremblements de terre. La géotectonique (tectonique) est une science qui étudie les mouvements et les déformations de la croûte terrestre et les caractéristiques de sa structure résultant de ces mouvements et déformations. La section de géotectonique qui examine la nature et les modèles de placement et de combinaison de diverses roches dans la croûte terrestre, déterminant sa structure, est appelée géologie structurale. Elle est souvent considérée comme une discipline géologique indépendante. Les sciences qui étudient les processus géologiques externes (exogènes) se produisant à la surface de la croûte terrestre à la suite de l'interaction avec l'atmosphère, l'hydrosphère et la biosphère sont directement liées à la résolution de problèmes affectant vie sociale et donc déterminer l’environnement géographique. Par conséquent, ils sont classés comme géographie physique, bien qu’ils soient inextricablement liés à la géologie dynamique. Ces sciences comprennent : 1) la géomorphologie - la science de la formation et du développement des formes de relief ; basé sur les données de cette science. C'est également d'une grande importance pour élucider les conditions physiques et géographiques des époques géologiques passées. L'atmosphère, compte tenu de sa composition changeante, est divisée en trois coquilles : la troposphère, la stratosphère et l'ionosphère. 2) l'hydrologie terrestre, qui étudie les espaces aquatiques (rivières, lacs, marécages, eaux souterraines, couverture neigeuse, glaciers, etc.) sur Terre, c'est-à-dire un large éventail de questions abordées également par la glaciologie - la science des glaciers et la limnologie - la science des lacs ; 3) climatologie, etc. Les sciences qui étudient l'évolution de la nature vivante au cours des temps géologiques comprennent la paléontologie, une science aussi biologique que géologique. L'émergence et le développement de cette science sont étroitement liés à la géologie et son importance pour le développement de la géologie est énorme. La paléontologie, basée sur l'étude des restes d'animaux et de plantes disparus, établit l'âge relatif des roches et permet de comparer des strates hétérogènes de formations sédimentaires apparues simultanément. Chronologie géologique et périodisation histoire géologique Arctique et Antarctique. Les eaux souterraines sont également étroitement liées aux eaux de l'hydrosphère. Contrairement aux autres géosphères, l’hydrosphère ne forme pas une coquille continue de la Terre. Il couvre 70,8 % de la surface terrestre et forme l'océan mondial. La profondeur moyenne de l'hydrosphère est de 3,75 km, plus grande profondeur atteint 11,5 km (Fosse des Mariannes). La géosphère solide externe de la Terre est appelée lithosphère, souvent associée au terme croûte. La coque solide de la Terre a été étudiée par diverses méthodes jusqu'à une profondeur de 15 à 20 km. L'épaisseur a été étudiée directement à l'aide de forages jusqu'à une profondeur de 8 km seulement.(par exemple, Pamir, Alpes, etc.). Sous les dépressions océaniques (fond des océans Atlantique et Indien), cette coquille est par endroits totalement absente ou présente une faible épaisseur. La coquille de granit a une densité de 2,6 à 2,7 g/cm3 et est composée de roches de composition granitique. La coquille de basalte est située directement sous la coquille de granit. Son épaisseur atteint 30 km sous les plaines continentales (plates-formes). La densité de la coquille de basalte est de 2,8 à 2,9 g/cm 3, car elle est composée de roches basiques (basaltes, etc.) pauvres en acide silicique. En raison de la prédominance du silicium et de l'aluminium dans les coquilles de granit et de basalte, ils sont combinés en une géosphère appelée sialique, ou sial (du mot silicium, qui signifie silicium). L'épaisseur totale de la lithosphère, y compris la coquille sialique, est en moyenne de 50 à 70 km. Sous la lithosphère se trouve une coquille de péridotite, constituée de roches encore plus basiques (c'est-à-dire avec une teneur en acide silicique plus faible) que dans la coquille de basalte. La densité des roches de cette géosphère, également appelée coque simatique, dans la partie supérieure est de 3,2 à 3,4 g/cm3, dans les couches inférieures de 4,0 à 4,5 g/cm3. La coquille de péridotite s'étend jusqu'à une profondeur de 1 200 km et couvre, a acquis la densité des métaux. Selon les idées modernes, la température dans la partie supérieure du noyau central de la Terre ne dépasse pas 2,0 à 2,5 mille degrés. Une pression élevée combinée à une température élevée dans le noyau terrestre provoque un état élastique-visqueux particulier de la substance qui la compose, dont les propriétés physiques sont proches du liquide., nous pouvons supposer qu'une face cristalline est un réseau nodal plat matérialisé et qu'une arête est une rangée nodale matérialisée. En règle générale, les faces cristallines bien développées sont déterminées par les réseaux nodaux ayant la plus grande densité de nœuds. Le point où trois faces ou plus se rencontrent est appelé le sommet du cristal. L'anisotropie est la capacité d'un cristal à présenter différentes propriétés dans différentes directions. Étant donné que différentes directions dans la structure cristalline d'une substance construite selon la loi de la périodicité tridimensionnelle peuvent avoir des distances inégales entre les atomes (nœuds) et, par conséquent, des liaisons chimiques de forces différentes, alors les propriétés dans ces directions peuvent différer, et les cristaux eux-mêmes seront anisotropes par rapport à ces propriétés. Si la propriété ne change pas selon la direction, alors la substance est isotrope. La capacité de s'auto-couper, c'est-à-dire, dans certaines conditions, de prendre une forme naturelle à multiples facettes. Cela révèle également sa structure interne correcte. C'est cette propriété qui distingue une substance cristalline d'une substance amorphe. Un exemple illustre cela. Deux boules taillées dans du quartz et du verre sont plongées dans une solution de silice. De ce fait, la boule de quartz sera recouverte de bords, mais celle en verre restera ronde. La symétrie est le modèle le plus général associé à la structure et aux propriétés d'une substance cristalline. C’est l’un des concepts fondamentaux généralisants de la physique et des sciences naturelles en général. E. S. Fedorov (1901) a donné une définition de la symétrie. « La symétrie est une propriété formes géométriques répéter leurs parties, ou, plus précisément, leur propriété dans divers postes s'aligner sur la position d'origine╩. Ainsi, un objet symétrique est un objet qui peut être combiné avec lui-même par certaines transformations : rotations et/ou réflexions (voir figure). De telles transformations sont appelées opérations symétriques. (Plus d'informations à ce sujet sur cours de laboratoire ). 3. Cristallogenèse. Dans la nature, les cristaux se forment au cours de divers processus géologiques à partir de solutions, de matières fondues, de vapeurs, de gaz ou de phases solides. A partir des solutions aqueuses, une partie importante des espèces minérales doit son origine à la cristallisation : précipitation de cristaux de sel dans des réservoirs fermés au cours température normale Et; croissance de cristaux sur les parois des fissures et des cavités lors de processus hydrothermaux à de grandes profondeurs dans des conditions de pression et de température ; la formation de cristaux individuels de minéraux secondaires dans les zones d'oxydation des gisements de minerai. Les cristaux de nombreux minéraux sont formés à partir de magma liquide ardent à plusieurs composants. De plus, si la chambre magmatique est située à une grande profondeur et que le refroidissement du magma est lent, alors il a le temps de bien cristalliser et les cristaux deviennent assez gros et bien facettés. Si le refroidissement se produit rapidement (par exemple, lors d'éruptions volcaniques, d'effusions de lave à la surface de la Terre), on observe une cristallisation presque instantanée avec la formation de minuscules cristaux de minéraux et même de substances vitreuses. Des cristaux des mêmes minéraux peuvent se former dans la nature à partir de solutions aqueuses ou de fonte magmatique. Par exemple : olivine, quartz, mica et autres. De petites quantités de minéraux sont formées à partir de gaz et de vapeurs. Ils contiennent principalement des minéraux d’origine volcanique. Par exemple : soufre natif, ammoniac, etc. Tout le monde connaît les flocons de neige - le résultat de la cristallisation de la vapeur d'eau. Des cristaux peuvent se former lorsque les solides recristallisent. Par chauffage prolongé (recuit), des cristaux grossiers et même des monocristaux peuvent être obtenus à partir d'agrégats cristallins fins. Par exemple : recristallisation du calcaire - un agrégat de marbre cristallin grossier se forme (sous l'influence de températures et de pressions élevées). 4. Causes et conditions de formation des minéraux. Les particules matérielles (atomes, molécules, ions) qui composent les substances gazeuses et liquides (fondues) sont en mouvement continu. De temps en temps, ils entrent en collision, formant des embryons - des fragments microscopiques de la future structure. Pour la plupart, ces embryons se désintègrent. Cependant, si elles atteignent une valeur critique, c'est-à-dire qu'elles contiennent un nombre tel de particules que l'addition particule suivante rendrait la croissance du noyau énergétiquement plus favorable que sa désintégration, alors une postcristallisation se produit. Cette possibilité pour la plupart des substances apparaît soit avec une diminution de la température, ce qui entraîne une diminution des fluctuations thermiques, soit avec une augmentation de la concentration d'une substance dans une solution ou un gaz, ce qui entraîne une augmentation de la probabilité que les particules se rencontrent. autre, c'est-à-dire à la formation des noyaux. Dans ce cas, la cristallisation ne se produit pas dans tout le volume, mais uniquement là où apparaissent les noyaux. L'apparition de noyaux est facilitée par la présence de fragments étrangers de cristaux ou de particules de poussière, à la surface desquels les particules s'accumulent, facilitant ainsi le début de la cristallisation. La raison de la cristallisation des substances gazeuses et liquides est que l'état dans lequel les forces agissant sur les particules sont équilibrées est énergétiquement plus favorable, et cela n'est obtenu que dans le cas d'un arrangement ordonné de particules matérielles. Et il semblerait qu'un cristal en croissance, s'efforçant d'atteindre un état d'équilibre, devrait en acquérir un certain et unique pour chaque substance. Une forme d’équilibre idéale physiquement possible, déterminée uniquement par la composition et la structure. En fait, les cristaux du même minéral ou composé se présentent sous une grande variété de formes. Cela s'explique par le fait que la forme du cristal est affectée par diverses conditions changeantes de cristallisation : température, pression, chimie et dynamique du milieu cristallisant, etc. 5. Origine des minéraux L'origine des minéraux est très intéressante. Leur formation lors de la cristallisation est déterminée par certains modèles qui déterminent trois cycles de processus géologiques : 1. cycle magmatique (du grec « magma » - purée), c'est-à-dire la formation de minéraux à partir de masses liquides d'origine profonde ; 2. cycle de sédimentation(du grec "métamorphisis" - transformation, modification) - l'apparition de nouveaux minéraux à la suite de la transformation des anciens apparus au cours des deux premiers cycles. Tout changement dans la structure des minéraux se produit inaperçu ; le développement des minéraux se produit très lentement. Selon leur origine, les minéraux se distinguent entre primaires et secondaires. Les minéraux primaires comprennent ceux formés pour la première fois dans la croûte terrestre ou à sa surface lors de la cristallisation du magma. Les principaux minéraux les plus courants sont le quartz, le feldspath et le mica, qui constituent le granit ou le soufre dans les cratères volcaniques. Les minéraux secondaires se sont formés dans des conditions normales à partir des produits de destruction des minéraux primaires dus à l'altération, lors de la précipitation et de la cristallisation de sels à partir de solutions aqueuses ou à la suite de l'activité vitale d'organismes vivants. Il s'agit du sel de cuisine, du gypse, de la sylvite, du minerai de fer brun et autres. De nombreux processus aboutissent à la formation de minéraux dans la nature. Distinguer processus suivants: igné, supergène, ou climatique et métamorphique. Le processus principal est magmatique. Elle est associée au refroidissement, à la différenciation et à la cristallisation du magma en fusion au cours) des minéraux hydrothermaux se forment - pyrite, or, argent et bien d'autres. Les processus supergènes se produisent à la surface de la Terre dans des conditions normales sous l'influence de l'eau, de la température et d'autres facteurs. En conséquence, divers composés chimiques se dissolvent et se déplacent, et de nouveaux minéraux (secondaires) apparaissent, tels que la sylvite, le quartz, la calcite, le minerai de fer brun et la kaolinite. Les minéraux du cycle supergène se forment à des pressions allant jusqu'à 1 atm et à des températures inférieures à 100°C. Composition de haute qualité la répartition de ces minéraux à la surface de la Terre dépend dans une certaine mesure des latitudes géographiques. Il est à noter que la transformation du même minéral au cours conditions différentes ce n'est peut-être pas le même. Par exemple, les hydromicas sont formés non seulement à partir de micas, mais aussi artificiellement. Le matériau principal pour la formation de minéraux d'origine supergène sont les roches primaires altérées ou celles qui ont déjà subi un processus de transformation. Les organismes vivants participent également à ce processus. Les minéraux du cycle supergène, formés sous l'influence de processus externes, font partie des roches sédimentaires et formatrices du sol. Processus exogènes La transparence est la capacité d'une substance à transmettre la lumière. Selon le degré de transparence, tous les minéraux sont répartis dans les groupes suivants : transparents - cristal de roche, spath d'Islande, topaze, etc. ; translucide - sphalérite, cinabre, etc.; opaque - pyrite, magnétite, graphite, etc. De nombreux minéraux qui semblent opaques dans les gros cristaux sont translucides en fragments minces ou sur les bords des grains. La couleur des minéraux est l’élément diagnostique le plus important. Dans de nombreux cas, cela est dû aux propriétés internes du minéral (couleurs idiochromatiques) et est associé à l'inclusion d'éléments chromophores (Fe, Cr, Mn, N1, Co, etc.) dans sa composition. Par exemple, la présence de chrome détermine la couleur verte de l'uvarovite et de l'émeraude, la présence de manganèse détermine la couleur rose ou lilas de la lépidolite, de la tourmaline ou de la sparrowite. La nature de la coloration des autres minéraux (quartz fumé, améthyste, morion, etc.) réside dans la violation de l'homogénéité de la structure de leurs réseaux cristallins, dans l'apparition de divers défauts dans ceux-ci. Dans certains cas, la couleur d'un minéral peut être causée par la présence des impuretés mécaniques dispersées les plus fines (couleurs allochromatiques) - jaspe, agate, aventurine, etc. Pour indiquer la couleur en minéralogie, une méthode courante de comparaison avec la couleur du bien ou des substances, ce qui se reflète dans les noms des couleurs : vert pomme, bleu azur, brun chocolat, etc. Les noms des couleurs des minéraux suivants peuvent être considérés comme des standards : violet - améthyste, bleu - azurite, vert - malachite, jaune - orpiment, rouge - cinabre, brun - limonite, blanc d'étain - arsénopyrite, gris plomb - molybdénite, noir de fer - magnétite, jaune laiton - chalcopyrite, doré métallique - or. La couleur du trait est la couleur de la fine poudre du minéral. Un trait minéral peut être obtenu en faisant passer le minéral d'essai sur la surface mate non émaillée d'une assiette en porcelaine (biscuit) ou sur un fragment de la même surface d'un récipient chimique en porcelaine. C'est un signe plus permanent que la coloration. Dans certains cas, la couleur de la strie coïncide avec la couleur du minéral lui-même, mais parfois une différence marquée est observée : par exemple, l'hématite gris acier laisse une strie rouge cerise, la pyrite jaune laiton laisse une strie noire, etc. La brillance dépend de l'indice de réfraction du minéral, c'est-à-dire une valeur qui caractérise la différence de vitesse de la lumière lorsqu'elle passe de l'air au milieu cristallin. Il a été pratiquement établi que les minéraux avec un indice de réfraction de 1,3 à 1,9 ont un éclat de verre (quartz, fluorite, calcite, corindon, grenat, etc.), avec un indice de 1,9 à 2,6 - un éclat de diamant (zircon, cassitérite, sphalérite, diamant, rutile, etc.). L'éclat polymétallique correspond aux minéraux avec un indice de réfraction de 2,6 à 3,0 (cuprite, cinabre, hématite) et un éclat métallique supérieur à 3 (molybdénite, stibine, pyrite, galène, arsénopyrite, etc.). La brillance d’un minéral dépend aussi de la nature de la surface. Ainsi, les minéraux à structure fibreuse parallèle ont un éclat soyeux typique (amiante), les minéraux translucides « en couches » et lamellaires ont souvent un éclat nacré (calcite, albite), les minéraux opaques ou translucides, amorphes ou caractérisés par une structure de réseau cristallin perturbée. (minéraux métamictes) se distinguent par un éclat résineux (pyrochlore, pitchblende, etc.). 2. Propriétés mécaniques Le clivage est la propriété des cristaux de se diviser dans certaines directions cristallographiques, en raison de la structure de leur réseau cristallin. Ainsi, les cristaux de calcite, quelle que soit leur forme externe, se divisent toujours le long de leur clivage en rhomboèdres, et les cristaux cubiques de fluorine en octaèdres. Le degré de perfection du décolleté varie selon l'échelle acceptée suivante : Décolleté parfait- lorsqu'on frappe avec un marteau, on obtient des marques de clivage ; Il est difficile d'obtenir une fracture dans d'autres directions (calcite, galène, fluorine). Décolleté moyen- une fracture peut être obtenue dans toutes les directions, mais sur des fragments minéraux, à côté d'une fracture inégale, des plans de clivage lisses et brillants (pyroxènes, scapolite) sont clairement observés. Le clivage est imparfait ou absent. Les grains de ces minéraux sont confinés à des surfaces irrégulières, sauf aux bords de leurs cristaux. Souvent, les plans de clivage orientés différemment dans le même minéral diffèrent en termes de degré de perfection. Ainsi, le gypse a trois directions de clivage : dans un sens le clivage est très parfait, dans l'autre il est moyen et dans le troisième il est imparfait. Les fissures individuelles, contrairement aux clivages, sont plus grossières et ne sont pas complètement plates ; le plus souvent orienté transversalement à l’allongement minéral. Entortiller. Dans les minéraux à clivage imparfait, la fracture joue un rôle important dans le diagnostic - conchoïdale (quartz, pyrochlore), éclatée (dans les métaux natifs), petits crustacés. visqueux (pyrite, chalcopyrite, bornite), inégal, etc. La dureté, ou le degré de résistance d'un minéral aux influences extérieures impact mécanique . Le moyen le plus simple de le déterminer consiste à gratter un minéral avec un autre. Pour évaluer la dureté relative, on adopte l'échelle de Mohs, représentée par 10 minéraux, dont chacun raye tous les précédents. Les minéraux suivants sont acceptés comme normes de dureté : talc - 1, gypse - 2, calcite - 3, fluorite - 4, apatite - 5, orthose - 6, quartz - 7, topaze - 8, corindon - 9, diamant - 10. Pendant diagnostics Il est également très pratique d'utiliser pour rayer des objets tels qu'une aiguille en cuivre (solide 3-3,5) et en acier (5,5-6), un couteau (5,5-6), du verre (~ 5) ; Vous pouvez essayer de gratter les minéraux mous avec votre ongle (dureté 2,5). La densité spécifique peut être mesurée avec précision en laboratoire par diverses méthodes ; Un jugement approximatif de la densité d'un minéral peut être obtenu en le comparant avec des minéraux communs, dont la densité est prise comme norme. Tous les minéraux peuvent être divisés par densité en trois groupes : légers - avec sp. pesant moins de 3 (halite, gypse, quartz, etc.) ; moyenne - avec des battements. pesant environ 3-5 (apatite, corindon, sphalérite, pyrite, etc.) ; lourd - avec des rythmes pesant plus de 5 (cinnabre, galène, or, cassitérite, argent, etc.). Magnétisation. Certains minéraux se caractérisent par un propriétés ferromagnétiques , c'est-à-dire qu'ils attirent vers eux de petits objets en fer - sciure de bois, épingles (magnétite, nickel-fer). Moins de minéraux magnétiques (paramagnétiques) attiré par un aimant (pyrrhotite) ou électro-aimant ; Enfin, il existe des minéraux qui sont repoussés par un aimant - diamagnétique (bismuth natif). Le test magnétique est effectué à l'aide d'une aiguille magnétique en rotation libre, aux extrémités de laquelle est amenée l'échantillon à tester. Étant donné que le nombre de minéraux dotés de propriétés magnétiques distinctes est faible, cette caractéristique revêt une valeur diagnostique importante pour certains minéraux (par exemple, la magnétite). Radioactivité. Tous les minéraux contenus dans leur composition se caractérisent par leur capacité à émettre des rayonnements alpha, bêta et gamma spontanés. éléments radioactifs- l'uranium ou le thorium. Dans la roche, les minéraux radioactifs sont souvent entourés de bords rouges ou bruns, et des fissures radiales rayonnent à partir des grains de ces minéraux inclus dans le quartz, le feldspath, etc. Rayonnement radioactif travaille sur papier photo. Autres propriétés. Pour le diagnostic en conditions de terrain, la solubilité des minéraux dans l'eau (chlorures) ou les acides et alcalis, notamment réactions chimiques suréléments individuels

(La réaction avec HCl est importante pour le diagnostic des carbonates, avec l'acide ammonium molybdique pour les phosphates, avec KOH pour le talc et la pyrophyllite, etc. (voir la section "Diagnostics" dans les descriptions de minéraux spécifiques), la coloration des flammes (par exemple, les minéraux , contenant du strontium, colorent la flamme en rouge, le sodium en jaune). Lorsqu'ils sont frappés ou brisés, certains minéraux dégagent une odeur (par exemple, l'arsénopyrite et l'arsenic natif dégagent une odeur caractéristique d'ail), etc. Les minéraux individuels sont déterminés au toucher (par exemple , talc). gras au toucher). Sel de table